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耕地地力评价方法及模型分析

农业工程学报 2014年第5期30卷 204-210页

作者：闫一凡刘建立张佳宝中国科学院南京土壤研究所南京210008 中国科学院大学北京100049

耕地地力的定量评价和分等定级是测土配方施肥的重要内容,也是实现农田地力定向培育和精准农作的基础。该文从地力评价指标筛选、评价单元划分与赋值、评价指标的权重确定等方面介绍了国内外耕地地力评价的主要流程和重要研究进展,对中... 详细信息

耕地地力的定量评价和分等定级是测土配方施肥的重要内容,也是实现农田地力定向培育和精准农作的基础。该文从地力评价指标筛选、评价单元划分与赋值、评价指标的权重确定等方面介绍了国内外耕地地力评价的主要流程和重要研究进展,对中国农业部推荐方法(特尔斐法-层次分析法)、神经网络法、支持向量机和决策树法等评价方法的原理及其优劣进行了较系统的述评。进一步地,还对该领域目前存在的指标体系通用性、评价结果可比性、数据缺失等问题及可能的解决方案作了探讨。在未来的耕地地力评价工作中,应将传统的层次分析法与近年兴起的分类与回归树等数据挖掘新技术相结合,建立起更为客观、全面的地力定量评价模型,为中国精准农业生产提供方法学参考。

关键词：土地利用土壤数学模型耕地地力评价方法评价指标权重系数

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喀斯特地貌区耕地地力评价与分级

农业工程学报 2013年第8期29卷 232-241,F0004页

作者：赵亮韦学成黄国椅蒙凌璘朱利泉西南大学农学与生物科技学院重庆400715 广西壮族自治区德保县土肥工作站百色533700

为了解喀斯特地貌区耕地地力详情并掌握土壤肥力演变规律,该文以广西壮族自治区德保县为研究区域,借助GPS(global positioning system)、RS(remote sensing)技术,通过野外调查采样、实验室化验等方法获得耕地地力评价相关信息,包括N、P... 详细信息

为了解喀斯特地貌区耕地地力详情并掌握土壤肥力演变规律,该文以广西壮族自治区德保县为研究区域,借助GPS(global positioning system)、RS(remote sensing)技术,通过野外调查采样、实验室化验等方法获得耕地地力评价相关信息,包括N、P、K、有机质、pH值、成土母质、排灌能力、障碍因素、耕层厚度、质地等74项基本信息。以GIS(geographic information system)技术为核心基础支撑,综合运用模糊评价、专家意见法、层次分析等方法和模型对耕地地力进行自动化、定量化评价。结果表明:德保县1～6级的耕地面积分别占总耕地面积的8.80%、13.84%、20.29%、39.63%、16.83%、0.61%。在量化分级的基础之上,将此次评价数据与1980年进行的土壤第二次土壤普查数据进行深入比较,比较发现:德保县的耕地地力总体水平上升;有机质、有效磷的含量水平明显上升;同时pH值趋于中性;速效钾呈下降趋势。该结果为喀斯特地貌区的个性化施肥、土壤改良、农业生产决策、绿色农产品的生产等提供了基础信息和科学依据。

关键词：土地利用土壤地理信息系统养分耕地地力喀斯特地貌

耕地地力对化肥养分利用的影响机制及其调控研究进展

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土壤 2017年第2期49卷 209-216页

作者：孙波陆雅海张旭东卢升高韦革宏杨劲松朱安宁刘满强段英华土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所) 南京210008 农业部耕地保育重点实验室南京210008 北京大学城市与环境学院北京100871 中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳110016 浙江大学环境与资源学院杭州310058 西北农林科技大学生命科学学院陕西杨凌712100 南京农业大学资源与环境科学学院 210095 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081

耕地地力影响了化肥养分的利用效率,是调控养分利用率的基础途径。本文概述了耕地土壤障碍对养分利用的制约机制、耕地地力培育对养分利用的促进机制、提高养分资源利用效率的耕地培肥模式3个方面的研究进展。针对我国主要的耕地土壤–... 详细信息

耕地地力影响了化肥养分的利用效率,是调控养分利用率的基础途径。本文概述了耕地土壤障碍对养分利用的制约机制、耕地地力培育对养分利用的促进机制、提高养分资源利用效率的耕地培肥模式3个方面的研究进展。针对我国主要的耕地土壤–作物系统,提高化肥养分利用率需要解决4个地力调控方面的关键问题:地力与养分利用率关系及其时空变化规律、土壤障碍制约养分高效蓄积转化机制与消减原理、地力培肥促进根系–土壤–微生物互作提高养分耦合利用机制及调控途径、肥沃耕层构建与生物功能提升对养分蓄纳供应的协同驱动增效机制与调控理论。本文提出基于多时空尺度综合研究,建立稳定提升土壤功能–加速养分循环利用的"双核驱动"地力综合管理理论,在不同区域构建并应用化肥减施增效的耕地地力综合管理模式,实现耕地大面积均衡减施化肥的目标。

关键词：耕地地力土壤障碍肥沃耕层养分蓄纳供应养分利用率调控模式

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鲁中南山丘区耕地地力的遥感反演模型与应用

农业工程学报 2020年第23期36卷 269-278页

作者：李因帅张颖赵庚星李涛李建伟窦家聪范瑞彬山东农业大学资源与环境学院土肥资源高效利用国家工程实验室泰安271018 山东省土壤肥料工作总站济南250013 山东省农业技术推广总站济南250013 山东省招远市自然资源和规划局招远265400

耕地地力是耕地生产能力的重要表征,地力的遥感快速准确反演是耕地资源利用管理的客观需求。该研究针对鲁中南山丘区,选择东平县和滕州市2个代表性县市,利用东平县的TM影像构建与筛选光谱指标,通过经典统计分析(一元线性回归、曲线回归... 详细信息

耕地地力是耕地生产能力的重要表征,地力的遥感快速准确反演是耕地资源利用管理的客观需求。该研究针对鲁中南山丘区,选择东平县和滕州市2个代表性县市,利用东平县的TM影像构建与筛选光谱指标,通过经典统计分析(一元线性回归、曲线回归、多元逐步线性回归)和机器学习(BP神经网络、极限学习机)方法构建与优选反演模型,进而在滕州市进行模型的验证和应用,同时对不同时相的反演模型进行了比较分析。结果表明:5类光谱指标与耕地地力综合指数均有显著的相关性,其中改进型光谱指数的r均>0.684,能更好地反映耕地地力状况;最佳反演模型为经典统计分析方法中的改进指数组-多元逐步线性回归(IIG-MLSR)模型(R^(2)=0.684,RMSE=5.674)和机器学习算法的改进指数组-BP神经网络(IIG-BPNN)模型(R^(2)=0.746,RMSE=5.089);模型在山丘区具有较好的普适性,地力反演与评价的结果具有相似的空间分布特征、相近的耕地面积比例和较高的空间契合度。其中2个最佳模型的高中低3级耕地的面积比例差普遍低于5.55个百分点,空间契合度分别为84.50%和88.76%;模型动态反演分析结果显示,2007—2016年滕州市耕地地力不断提升,高级地由67.30%增加至80.72%;不同时相模型比较结果显示,多时相遥感反演耕地地力具备可行性,4月份冬小麦返青拔节期是反演的最佳时相,10月份裸土时相次之,8月份夏玉米时相最差。该研究提出了山丘区耕地地力快速定量遥感反演的有效方法,对完善遥感反演指标与模型,提高评价效率有参考价值。

关键词：遥感反演模型耕地地力 BP神经网络极限学习机鲁中南山丘区

平原和丘陵区耕地地力评价及其指标体系衔接研究

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农业工程学报 2008年第7期24卷 65-71页

作者：袁秀杰赵庚星朱雪欣山东农业大学资源与环境学院泰安271018 青岛理工大学管理学院青岛266520

耕地资源是粮食生产的重要基础,中国人多地少,科学地评价耕地质量对中国经济社会全面协调发展具有十分重要的意义。由于不同区域间自然和社会经济因素的巨大差异,目前耕地地力评价工作中,不同地区往往采用不同的评价指标体系,使评价结... 详细信息

耕地资源是粮食生产的重要基础,中国人多地少,科学地评价耕地质量对中国经济社会全面协调发展具有十分重要的意义。由于不同区域间自然和社会经济因素的巨大差异,目前耕地地力评价工作中,不同地区往往采用不同的评价指标体系,使评价结果难有可比性,给耕地的利用管理和保护工作带来不便。该文以山东茌平县和章丘市为代表样区对平原区和丘陵区耕地地力评价及其指标体系的衔接进行分析研究。通过比较不同指标体系的评价结果,建立了相互转化的线性模型,实现了评价结果的统一可比性;为消除不同评价指标体系之间的差异,该文尝试建立统一的评价指标体系,在保证与原有评价结果一致的前提下,基本实现了不同地貌区域内耕地质量评价结果的统一。

关键词：耕地地力地貌指标体系评价

基于ANN—产量的耕地地力定量评价模型及其应用

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农业工程学报 2008年第1期24卷 113-118页

作者：王瑞燕赵庚星陈丽丽山东农业大学资源与环境学院泰安271018

管理水平近似条件下的作物实际产量是耕地地力等级的直观反映,在目前传统耕地地力评价AHP-模糊评判方法的基础上,尝试建立耕地地力的ANN—产量定量评价模型,并以山东省鱼台县为研究对象进行了实例研究。采用相对隶属度对各评价指标进行... 详细信息

管理水平近似条件下的作物实际产量是耕地地力等级的直观反映,在目前传统耕地地力评价AHP-模糊评判方法的基础上,尝试建立耕地地力的ANN—产量定量评价模型,并以山东省鱼台县为研究对象进行了实例研究。采用相对隶属度对各评价指标进行描述,以实际产量为目标输出标准,经神经网络训练得到评价模型。与传统方法相比,模型不仅能反映耕地地力评价的非线性特征,而且评价过程中不需要确定权重,消除了传统方法确定权值时人为因素的影响,增加了评价结果的客观性。通过与传统方法的对比发现,该模型评价结果与现行耕地地力评价方法的结果较为一致,为耕地地力的定量评价探索了一条新路。

关键词：耕地地力 ANN-产量定量评价模型

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耕地地力演变及其与种植业结构关系分析

土壤通报 2016年第6期47卷 1300-1305页

作者：李双异刘慧屿白伟孙占祥汪景宽沈阳农业大学土地与环境学院辽宁沈阳110866 辽宁省农业科学院植物营养与环境资源研究所辽宁沈阳110161 辽宁省农业科学院耕作栽培研究所辽宁沈阳110161

本文以辽宁省西部典型低山丘陵区阜新蒙古族自治县（简称阜蒙县）为研究区,以2011年土地变更调查数据库中耕地图斑为评价单元,研究1980-2011年30年来耕地地力时间和空间的变化情况,并探讨其与种植业结构变化的关系。结果表明：地力演变... 详细信息

本文以辽宁省西部典型低山丘陵区阜新蒙古族自治县（简称阜蒙县）为研究区,以2011年土地变更调查数据库中耕地图斑为评价单元,研究1980-2011年30年来耕地地力时间和空间的变化情况,并探讨其与种植业结构变化的关系。结果表明：地力演变为提升型、衰退型和平衡型的耕地面积分别占耕地总面积的50.70%、18.77%和30.53%;地力演变总体呈现东部和中部升高,南部和西部降低的趋势,并且与种植业结构关系密切;优化玉米和花生的种植业结构有助于耕地地力的提升;针对当地实际情况,提出耕地地力提升的措施。

关键词：耕地地力评价演变种植业结构

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基于GIS的芜湖市耕地地力评价

长江流域资源与环境 2016年第2期25卷 226-233页

作者：张勤才马友华杨生华李小刚王静安徽农业大学资源环境与信息技术研究所安徽合肥230036 芜湖市土肥站安徽芜湖241000

为了解芜湖市耕地地力状况,以及为市级决策者进行农业结构调整提供科学依据,在GIS和省级耕地资源管理信息系统支持下,采用特尔菲法、层次分析法以及模糊评价等数学方法建立芜湖市耕地地力评价体系及其模型。根据综合地力指数曲线斜率的... 详细信息

为了解芜湖市耕地地力状况,以及为市级决策者进行农业结构调整提供科学依据,在GIS和省级耕地资源管理信息系统支持下,采用特尔菲法、层次分析法以及模糊评价等数学方法建立芜湖市耕地地力评价体系及其模型。根据综合地力指数曲线斜率的突变点结合专家经验,将芜湖市耕地划分成5个等级,其中一等地占总耕地面积的14.76%,二等地占27.96%,三等地占35.62%,四等地占13.98%,五等地占7.68%。对每个等级从评价因子层次进行深入分析,并给出相应的利用对策。

关键词： GIS 耕地地力层次分析模型隶属函数模型芜湖市

基于决策树模型的耕地地力与玉米丝黑穗病发生关系研究

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农业资源与环境学报 2021年第5期38卷 928-936页

作者：陈丽崔运鹏王末牛永春徐爱国刘珂艺刘娟侯颖中国农业科学院农业信息研究所北京100081 农业农村部农业大数据重点实验室北京100081 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081

为了探究耕地地力与玉米丝黑穗病发生关系,本研究以515个主要玉米种植县域为研究区域,选取有机质(Organic matter,OM)、全氮(Total nitrogen,TN)、全磷(Total phosphorus,TP)、全钾(Total potassium,TK)、有效磷(Available phosphorus,AP)、速效钾(Available potassium,AK)和pH 7种耕地地力因子,分别利用分类与回归树(Classification and regression tree,CART)模型、随机森林(Random forest,RF)模型和极端随机树(Extremely randomized trees,ERT)模型构建了玉米丝黑穗病发生程度与耕地地力因子关系模型,并进行了3种模型效果比较。结果表明:RF和ERT模型总分类性能明显优于CART模型,3个模型在病害发生程度1级(GⅠ)上的查准率(Precision,Pr)、查全率(Recall,Re)、F1 score(F1)值均较高,分类效果比病害发生程度2级(GⅡ)要好,但考虑到准确监测病害高发情况、减少高发病情况在分类预测中漏分机率对开展病害防治的重要性,确定ERT模型为最佳优选分类器。耕地地力特征变量与病害发生程度重要性分析表明,玉米丝黑穗病发生程度与耕地地力因子AP、TK、pH和TP具有一定的相关性。研究结果为深入探究耕地地力对玉米丝黑穗病影响机理提供了线索和支撑。

关键词：玉米丝黑穗病耕地地力分类与回归树模型随机森林模型极端随机树模型